[發明專利]固體堿催化劑催化合成乙二醇丙烯基醚的方法

有效

• 申請號: 201210544927.2
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103012079A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 郭登峰;趙文;劉準;謝愛娟;符孟樂;于鼎杰
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C07C43/178
• 分類號: C07C43/178;C07C41/03;B01J27/12
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及乙二醇丙烯基醚的合成，是丙烯醇和環氧乙烷為原料，在負載型固體堿催化劑KF/Al₂O₃的作用下，環氧乙烷開環反應合成乙二醇丙烯基醚。屬于精細化學品技術領域。

背景技術

乙二醇丙烯基醚（Ethylene?glycol?monoallyl?ether）含有醚鍵和羥基，是一種既具有親水性又具有親油性的精細化學品。此外，乙二醇丙烯基醚還含有可聚合官能團，顯示出較高的活性，是一種性能良好的光固化活性單體。

隨著科學技術的不斷發展及社會對環保的日益重視及，環境友好型光固化技術越來越受關注，已廣泛應用于涂料、微電子、膠粘劑、油墨等領域。目前光固化材料中常用的活性單體以丙烯酸酯多官能團單體為主，但其閃點低、粘度高、揮發性大、毒性大、有刺激性氣昧等缺點，且許多丙烯酸酯多官能團單體均為致癌物質，帶來諸多環境污染問題。因此開發新的活性單體并研究相應的催化反應過程很有意義。

乙二醇丙烯基醚主要由丙烯醇和環氧乙烷在堿催化劑作用下制得。目前普遍使用的堿催化劑有氫氧化鉀、氫氧化鈉等，存在選擇性差、產物不易分離、產品著色等問題。亟需開發易分離、腐蝕小、污染少的催化劑及生產工藝，滿足工業生產的需求。

發明內容

本發明的目的在于開發一種固體堿催化體系，提供一種催化劑與產物分離容易、對設備腐蝕性小、反應經濟、清潔無污染的合成乙二醇丙烯基醚的方法。

本發明的目的是這樣實現的：

固體堿催化劑催化合成乙二醇丙烯基醚的方法，以丙烯醇和環氧乙烷為原料，負載型KF/Al₂O₃固體堿為催化劑，環氧乙烷開環反應合成乙二醇丙烯基醚。

其中所述反應投料摩爾比為：丙烯醇：環氧乙烷=2.0~6.0:1(mol)，最適宜的投料摩爾配比為5:1（mol）。

其中所述催化劑質量百分比用量為反應物丙烯醇和環氧乙烷總質量的0.5~3.0%，最適宜的催化劑質量百分比用量為反應物丙烯醇和環氧乙烷質量的1.5%。

其中所述反應溫度為90~130℃，適宜的反應溫度為100℃。

本發明使用的催化劑是負載型KF/Al₂O₃固體堿催化劑，按照以下方法制備：將載體Al₂O₃至于馬弗爐中200℃活化3h，將KF溶于無水乙醇中，加入活化后的Al₂O₃載體，其中KF和Al₂O₃的質量比為3:7，加入聚乙二醇-400，其中聚乙二醇-400占KF和Al₂O₃總質量的5%，60℃下攪拌4h，加熱至105℃蒸去乙醇和水，105℃下真空干燥12h，置于馬弗爐中在一定的溫度下焙燒6h，得到負載型KF/Al₂O₃固體催化劑。

該固體堿催化劑反應后經過濾即可與產物分離，實現循環使用，對設備腐蝕性小，對環境無污染。

本發明的優點是：?采用負載型KF/Al₂O₃固體堿催化劑，反應過程中不溶解，反應完成后過濾即可分離，減少能耗。環氧乙烷轉化率高，可高達98.64%。催化劑活性高且可以重復使用。

具體實施方式

通過以下實例對本發明作進一步說明，但并不因此而限制本發明。

實施例中，反應后各物質的濃度是用氣相色譜儀進行定量分析的。采用GC9790型氣相色譜儀，分流進樣，配有程序升溫部件，氫火焰離子化檢測器。毛細色譜柱為SE-54（甲基聚硅氧烷）型30m×0.32mm×0.45μm。

實施例中，環氧乙烷的轉化率按下述公式計算得到：